無級變速器的可調節帶輪的製作方法

2023-05-28 11:53:41

專利名稱：無級變速器的可調節帶輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種可調節的帶輪，尤其用於無級變速器或者VCT，所述可調節的帶輪設置有一對帶輪槽輪或者輪盤，其中一個槽輪固定到所述帶輪的軸上，ー個通過設置在圍繞所述帶輪軸配合的套管上而相對所述帶輪軸在軸向上可移位。所述可移位的槽輪藉助於圓柱形螺旋彈簧被推向所述固定的槽輪，所述圓柱形螺旋彈簧保持在這個可移位的槽輪和所述帶輪軸或者固定到所述帶輪軸的帶輪的一部分之間。
背景技這種帶輪例如從歐洲專利公開文獻EP-A-0777 070中已知，並且尤其使用在用於客用汽車的無級變速器中。所述無級變速器包括至少兩個帶輪和纏繞所述帶輪的傳動帯，其中，所述兩個帶輪限定在其槽輪對之間的V形槽，所述傳動帶保持在所述帶輪槽中同時被夾持在由至少所述彈簧施加的夾持カ的影響下在各自槽輪對之間。但是，典型地，所述帶輪還設有液壓式致動的活塞/缸組件，用於朝向其固定的槽輪推動其可移位的槽輪，即用於除由所述彈簧施加的夾持カ外，在運行過程中影響所述傳動帶上的可控附加夾持力。所述帶輪夾持カ確定CVT能夠傳遞的傳動比和扭矩。例如從歐洲專利公開文獻EP-A-I 427 953已知所述帶輪槽輪在所述夾持力的影響下彈性變形。特別地，所述槽輪在軸向方向上彼此偏離，使得它們之間的軸向間距增加。這種相互槽輪偏離的結果是，所述傳動帶的徑向位置(也稱為運轉半徑)至少局部地降低，至少這種徑向位置沿所述帶輪槽輪之間的傳動帶的弧形跡線不是恆定的。所述相互槽輪偏離的量沿著各自槽輪對的徑向尺寸増加，同時涉及正在増加的夾持力。

發明內容
CVT的上述動態變形行為已知有害於所述變速器的效率。同時，對於實際CVT設計也容許一定量的相互槽輪偏離。本發明偏離這個已知的教導，意圖進一歩改善CVT的系統性能，尤其通過優化所述帶輪的設計。根據本發明，這個目的通過提供所述帶輪的所述螺旋彈簧具有至少有效的圓錐形，它的直徑較大的第一端部支承在所述可移位的槽輪上，它的直徑較小的第二端部放置在所述帶輪軸上或固定到所述帶輪軸的帶輪部分上。結果，至少與已知的圓柱形彈簧相比，由所述彈簧施加的夾持カ在徑向向外的位置上作用到所述可移位的槽輪上，藉此，它的軸向偏離在運行過程中被減小。更重要地，利用所述彈簧的所述圓錐形，加強肋或支撐肋能夠設置在所述可移位的槽輪和所述彈簧徑向內部的套筒之間，即在運行過程中有利地減小它的軸向偏離。特別地，所述支撐肋能夠被設計成佔用在所述可移位的槽輪，它的套筒和處於最大壓縮狀態的彈簧之間設置的空間。由於本發明所實現的所述可移位的槽輪的軸向偏離減小，所述傳動帶的徑向移位或滑動被顯著地減小，結果，所述變速器的效率明顯改善。本發明的ー個重要方面是這個改善是有利地在同一「包裝」中實現的，即所述帶輪的輪廓不相對於現有技術的帶輪設計擴展。還應指出的是，如同常規圓柱形彈簧，所述圓錐形彈簧也具有線性弾性率。本發明的進ー步洞察力是，不僅所述相互槽輪偏離的絕對量是所述帶輪設計的確定因子，而且它的各自槽輪的軸向偏離的相對量也是如此。也就是說，如果所述相互槽輪偏離的量主要是由所述兩個帶輪槽輪中的僅ー個帶輪槽輪的變形引起的，不僅所述傳動帶的徑向位置如現有技術中所述的那樣減小，而且它的軸向位置相對於兩個不變形的，理想地剛性的槽輪之間的理論位置移位。由於所述帶輪的槽輪之間的相互槽輪偏離的不對稱分布，使在所述位移之間限定的V形槽的中間沿軸向偏移向所述最變形的槽輪。這個軸向偏移對於所述CVT的兩個帶輪通常是不同的，從而它的V形槽的相互軸向對齊將因此被影響。任何這種軸向不對齊都是不理想的，因為當穿過所述兩個帶輪之間吋，它可能減小所述CVT的動カ傳遞效率和/或使所述傳動帶歪斜，這可能導致它的(早期)失效。、
應當指出的是，即使在所述CVT中應用基本相同設計的兩個帶輪，所述V形槽的中間的所述軸向偏移通常根本不相等。首先，所述傳動帶在所述V形槽中的運轉半徑，進而所述帶輪槽輪的軸向偏離的量將在所述兩個帶輪之間通常不同，其次，所述帶輪正常集成到所述變速器中，其中，它們的可移位的和固定的槽輪位於相互相対的軸向側上。根據本發明，通過強化所述可移位的槽輪，尤其是以上述方式，所述兩個帶輪槽輪的所述相對軸向偏離有利地變得更均勻地分布。更優選地，所述帶輪被設計，即在所述各自的帶輪方面，所述帶輪槽輪被集成在各自的帶輪中使得它的槽輪的軸向偏離在所述傳動帶運行半徑和夾持カ出現的最高值所限定的運行條件下基本相同。


參照

本發明，其中圖I顯示了根據現有技術的具有兩個可調節帶輪的無級變速器的截面示意圖；圖2顯示了所述已知帶輪的可移位槽輪在它的相對於所述帶輪軸的最向前和向後位置中的特寫視圖；圖3提供根據本發明的所述帶輪的可移位槽輪的示例性實施例，同樣以相對於所述帶輪軸的最向前和向後位置中例示；以及圖4顯示在利用FEM分析對其近似分析時，根據本發明的帶輪與已知的帶輪相比的彈性變形。
具體實施例方式圖I以截面圖的方式示意性地說明了根據現有技術的無級變速器1，無級變速器I設置在變速器殼體11內，無級變速器I配置有可調節的主帶輪3和可調節的副帶輪7，每個帶輪3，7分別包括一對槽輪4，5和8，9，槽輪對4，5 ;8，9分別布置在主帶輪軸2和副帶輪軸6上。帶輪軸2，6安裝在變速器外殼11內的軸承50，51上。每個帶輪3，7的第一槽輪4，9固定到各自的帶輪軸2，6上，而其第二槽輪5，8相對於各自帶輪軸2，6通過放置在這樣的各自帶輪軸2，6上的各自套管20，25軸向可移位地配置。這樣，帶輪3，7之間的傳動帶10的徑向位置能夠被改變並且能夠設定傳動比。軸向可移位的槽輪5，8分別配置有液壓式致動的活塞/缸組件。對於副帶輪軸7的可移位槽輪8，它是單活塞/缸組件，對於主帶輪軸3的可移位槽輪5，它是雙活塞/缸組件。所述雙活塞/缸組件包括弟一和弟~■缸內fe 13，14。弟一缸內fe 13由缸19，24、活塞18以及主帶輪軸2封閉。第二缸內腔14由缸21、活塞17、可移位的槽輪5以及主帶輪軸2的套管20封閉。流體能夠通過孔15，16流到缸內腔13和14並從缸內腔13和14流出，這樣，可移位的槽輪5和它的套管20沿著主帶輪軸2軸向移動。副帶輪7的可移位的槽輪8的活塞/缸組件26，27具有類似的結構和操作，但是，除了圓柱形螺旋彈簧100設置在它的缸27內以用於影響作用到傳動帶10上的基本夾緊力，也在所述活塞/缸組件內缺乏油壓起作用。需要指出的是，在某些變速器設計中，彈簧也同樣應用在主帶輪3的缸內腔13，14內。在圖2中更詳細地顯示了在其相對於副帶輪軸6的兩個最極端的軸向位置的副帶輪7的可移換槽輪8。這裡能夠看出彈簧100 —方面保持在可移位的槽輪8和，另一方面，副帶輪7的活塞/缸組件26，27的活塞26之間 ，活塞26固定到副帶輪軸6上。彈簧被壓縮的較大或者較小的程度取決於可移位的槽輪8相對於副帶輪軸6的軸向位置。在圖3中圖示說明根據本發明的副帶輪7的實施例。根據本發明的副帶輪7配置有螺旋彈簧101，螺旋彈簧101具有圓錐形的外輪廓，它的直徑較大的第一端部102鄰接可移位的槽輪8，與其相對的直徑較小的第二端103放置在活塞26上。至少與圖2中已知的圓柱形彈簧100相比，由這個圓錐形彈簧101施加的夾持力在徑向向外的位置作用在可移位的槽輪8上。因此，軸向偏離，即在運行過程中在其上載荷作用下，從可移位的槽輪8的傳動帶10的向外彎曲被減小。更重要的是，圓錐形彈簧101允許支撐肋、肋條或頸圈104設置在可移位的槽輪8和在圓錐形彈簧101內的它的套管25之間。圖3中最左部分中的虛線A表明可移位的槽輪8和它的套管25的常規輪廓，從該處徑向向外定位支撐頸圈104。這個支撐頸圈104顯著地減小了可移位的槽輪8的軸向變形和/或偏離。在圖示的實施例中，支撐頸圈104填充於設置在可移位的槽輪8、它的套管25以及處於最大壓縮狀態的圓錐形彈簧101之間的空間內。在圖4中，根據圖I和2的副帶輪7的可移位的槽輪8的軸向偏離，在圖4的左側說明計算傳動帶10和施加到傳動帶10上的夾緊力兩者具有最高出現值的運行條件。圖4的右側，這種軸向偏離說明類似的帶輪設計，但是，其通過其中包括支撐頸圈104根據本發明做出修改，在這種情況下，支撐頸圈104設置在帶輪7的整個圓周上，也就是以連續的圓錐形狀體。顯然副帶輪7的可移位槽輪8的這種軸向偏離的絕對值能夠從0.25_減小到O. 16mm，也就是，減少三分之一以上。此外，通過這樣加強可移位的槽輪8，能夠使得其軸向偏離基本上等於固定的槽輪9的軸向偏離，這點在圖4中也是明顯的。需要指出的是，上述實例以及提到的相關數字在此涉及通過支撐頸圈104集成於其內達到的已知帶輪設計的最小修改，並且這僅僅表明可獲得的積極的結果。在完全重新設計全面優化使用本發明的帶輪的情況下，事實上可以獲得更大的改進。
權利要求
1.可調節的帶輪(7)，尤其用於無級變速器(I)，所述帶輪(7)具有ー對帶輪槽輪(8，9)，其第一帶輪槽輪(9)固定到所述可調節的帶輪(7)的帶輪軸出)，其第二帶輪槽輪(8)放置在所述帶輪軸出)的套管(25)上，所述套管(25)在所述帶輪軸￠)的軸向或者長度方向上是可移位的，其特徵在幹， 所述可調節的帶輪(7)設置有圓錐形彈簧(101)，所述圓錐形彈簧(101)設置在所述第ニ、可移位的帶輪槽輪(8)和所述帶輪軸(6)或者固定到所述帶輪軸￠)的所述可調節的帶輪⑵的另一部件(26)之間。
2.根據權利要求I所述的可調節的帶輪(7)，其特徵在幹， 所述圓錐形彈簧(101)的較大直徑的軸向端部(102)鄰接所述第二、可移位的槽輪(8)，所述圓錐形彈簧(101)的較小直徑的相対的另ー軸向端部(103)鄰接所述帶輪軸(6)或者固定到所述帶輪軸出)的所述可調節的帶輪(7)的另一部件(26)。
3.根據權利要求I或者2所述的可調節的帶輪(7)，其特徵在幹， 所述可調節的帶輪(7)配置有活塞/缸組件(26，27)，其中，它的活塞(26)固定到所述帶輪軸出)，並且所述圓錐形彈簧(101)鄰接所述活塞(26)。
4.根據權利要求1，2或者3所述的可調節的帶輪(7)，其特徵在幹， 在所述套管(25)和所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)之間設置加強肋、肋條或者頸圈(104)，其徑向地位於所述圓錐形彈簧(101)內部。
5.根據權利要求1，2，3或者4所述的可調節的帶輪(7)，其特徵在幹， 所述套管(25)或者所述加強肋(104)在所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)的方向上徑向向外逐漸變細，基本上沿著處於最大壓縮狀態的所述彈簧(101)的內圓周的輪廓。
6.根據前述權利要求中一項或者多項所述的可調節的帶輪(7)，其特徵在幹， 在其運行過程中，所述第一、固定的帶輪槽輪(9)在軸向方向的變形量基本上等於所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)在相對的軸向方向上的相應的變形量。
全文摘要
可調節的帶輪(7)，尤其用於無級變速器，所述可調節的帶輪(7)具有一對帶輪槽輪(9)，其中，它的第一帶輪槽輪(9)附加到所述可調節的帶輪(7)的帶輪軸(6)上，它的第二帶輪槽輪(8)附加到所述帶輪軸(6)的套管(25)上，所述套管(25)相對於所述軸(6)是軸向可移位的。所述可調節的帶輪(7)配置有圓錐形的螺旋彈簧(101)，所述圓錐形的螺旋彈簧(101)放置在所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)和所述帶輪軸(6)或者所述帶輪軸(6)的所述可調節的帶輪(7)的部件(26)之間。
文檔編號F16H55/56GK102667253SQ201080058518
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月24日 優先權日2009年12月24日
發明者P·A·J·M·費斯 申請人:羅伯特·博世有限公司